0

0
0

文字

分享

0
0
0

環境污染怎麼影響乳品質?來自大地的恩賜與陰影

活躍星系核_96
・2016/09/17 ・3814字 ・閱讀時間約 7 分鐘

文/金山豆|中興大學動物科學系學士,英國諾丁漢大學動物科學博士

人類文明的起始,與學會馴養家畜以得到穩定蛋白質供應有著密切的關係。來自草食動物如山羊、牛、馬等乳品生產,只需簡單的草料與粗糙的照應,就能供應優良蛋白質與熱量,因此成為早期糧食生產尚不穩定的人類社會十分重要的營養支柱。在近代產業文明興起後,科學化集約飼養技術的建立,更讓乳製品成為人類社會日益普及的營養來源之一,特別在各國經濟發展的歷程中,協助解決營養不良及相關公衛健康問題,具有不可磨滅的貢獻。

feld
飼養牛隻的牧場。圖/By Martin Abegglen – Flickr: cow, CC BY-SA 2.0, wikimedia commons.

飼料進步了,但環境卻大退步

在乳用動物飼養生產過程中,牠們的營養與生理健康狀態,深受當地自然環境影響,包括飲用水、空氣條件、以及攝取的飼料作物品質

近代乳用動物飼養管理技術的發達,也反應在飼料營養條件的改善上,牧場透過不同粗料 (草料) 與精料 (穀物) 及營養補充劑 (維生素、礦物質等)的組合 ,調配出適合動物的最佳化飼料配方。除了讓動物吃得更營養之外,搭配育種與輔助生殖技術 (冷凍精液、人工受精、早期懷孕診斷等),大幅增加了乳用動物的產乳性能,促使現代化的酪農產業的建立,讓各種乳製品的價格更加低廉而普及化。

然而,人類文明現代化對自然環境也帶來了深遠而全面的影響。

傳統產業的進步、新興產業的誕生與成熟,不只替人類社會創造巨大的資產,卻也在開發的過程中,於自然環境中留下了龐大的產業副產品。這些副產物往往對自然生態系統帶來不同程度的破壞,特別是其中具有生物危害性的污染物,在進入自然環境之後,透過水與土壤的曝露,進一步移行到環境動植物體內,持續存在並發揮其影響力;而根植於自然水土環境運作的農業,也因此難以避免曝露的風險。

環境污染怎麼影響乳品質?

在畜牧業,特別是在養週期相對較長的乳用動物 (肉用動物飼養週期如肉雞的五週至十二週,到肉豬的六月齡,乳用動物如山羊與乳牛則可達三到七年甚至更長),其飼養環境與飼料、飲用水是否受到環境污染、污染物是否移行至體內蓄積、甚至隨乳汁分泌而進入人類食物供應鍊,將明顯影響人類的食品安全。

a-drink-cow
飲用水是否受到環境污染也是乳牛等乳用生物是否能生產好生乳的影響因素之一。圖/PublicDomainPictures

在目前已知的環境污染物中,傳統產業如礦業及現代輕重工業所帶來的各種重金屬,或新興化學污染物如聯苯類化合物(多氯聯苯、多溴聯苯等,包括俗稱戴奧辛的二氧雜環己二烯),便可能透過不同方式進入土壤、水、空氣、以及各種農作物之中。雖然其中重金屬類的污染有可能也與各地自然礦脈露出、地質組成特性有關,不盡然與人類活動有關,但新興化學污染物則與人類產業污染有密切關聯性。

開發中國家的重金屬汙染

重金屬及聯苯類化合物因生物通透性、蓄積性佳、易經由乳用動物代謝進入乳汁中而形成殘留,因此歐盟主要酪農產業國家,在 2002 年即已針對這些污染物進行監控,並視各國情況訂立生乳殘留標準。目前歐盟食物安全局 (European Food Safety Authority) 明列砷、汞、鉛、鎘、錫等重金屬為檢測目標,其它重金屬曝露風險如銅、鉻、鋅等,亦在持續研究與評估之中。

在開發中國家因產業生產規範尚未成熟,因此輕重工業、傳統產業的重金屬污染被認為可能對當地畜牧產業與產品造成程度未明的污染。

工汙
工業汙染進入鄰近地區/來源:Jorge Franganillo@Flickr

伊朗

2015 年伊朗大不里士醫科大學 (University of Tabriz Medical Science) 曾對該國工業城市區域與傳統農牧區的三十二處酪農農場生乳樣本做汞、砷、鎳、錫四種重金屬做檢驗[1],其中部份生乳樣品中鎳與錫的濃度超過聯合國食品法典委員會(Codex Alimentarius Commission, CAC)的可容許規範,高達 310.55 μg/L 與 314.64 μg/L(Codex 規範分別為 200 與 300 μg/L)。令人意外的是,鎳的濃度分布趨勢固然與工業區高度相關,可解釋為源自工業污染,然而同樣被視為常見工業污染物的錫,卻在傳統農牧區生乳樣本中呈現出高過工業區域四倍濃度的現象。這個檢測結果引導出兩個可能性:工業區的污染可能經由未確認的方式進入傳統農牧區造成二次污染;又或者傳統農牧區基於地理特性具有原生污染源存在。

義大利

類似的研究結果也出現在早前 2003 年時,義大利梅西納大學(University of Messina) 的藥理研究團隊,針對義大利南部的卡拉布里亞 (Calabria) 地區四十家酪農牧場出產的生乳做的多種金屬檢測中,其中以砷污染的歧異度最大。有十家牧場的生乳樣本砷濃度超過 Codex 規範的140 μg/L,最高甚至來到 684 μg/L 的水準 [2]。然而,卡拉布里亞一地是傳統農牧區,鮮少工礦產業存在,因此工礦污染似乎可能性不高。研究團隊認為這可能是當地興盛的果蔬農場所常用的含砷殺蟲劑與除草劑,經由水與土壤污染再進入當地乳牛食物鍊,代謝移行至生乳後的結果。

印度

另一方面,印度斯溫卡泰斯瓦拉大學 (University of Sri Venkateswara) 研究團隊以乳用水牛進行高鉛飼料曝露實驗時,發現大部份鉛隨著血液循環進入生乳中。同時,提高的生乳含鉛量排擠了生乳中的營養成份,特別是鐵與鋅的含量下降到原來的一半不到。而乳用水牛的肝臟也呈現輕到中度發炎現象,代表著飼料中鉛的曝露,不但增加生乳有毒重金屬的含量、削減部份生乳營養成份、也對乳用水牛本身的健康造成負面影響 [3]

整體來說,這些研究結果代表酪農產業有必要持續對生乳進行毒性重金屬的監控,以避免潛在污染在生產者與消費者皆不知情的情況下,悄悄進入食物供應鍊,同時對本地酪農產業及乳製品消費者帶來不同程度的傷害。

台灣乳製品的重金屬檢測

許多主要酪農產業國家,在過去二十年間便陸續開始持續追蹤與監控飼養環境裡水、飼料、以及生乳中各種重金屬的含量,並據以檢討污染來源與管控方式。而相關的殘留規範也在與時並進,以求在目前知識範圍內盡可能保障乳製品品質在人體可接受的安全限度內。

台灣過去在 2001 年前後也曾有研究單位進行本土各縣超過百家乳山羊及乳牛牧場的飲用水、飼料、糞便、以及生乳的重金屬曝露量調查,當時的資料即指出,少數飼料檢體出現鎘含量過高的問題(>10 μg/g);鮮乳重金屬指標基本上在安全範圍內,但生乳鉛含量卻較預期為高(0.1-0.12 μg/g)。這意味著動物本身可能累積了飲用水或飼料中所含的鉛,並移行至生乳之中 [4]。

近年來,小粒徑空氣懸浮顆粒(直徑 2.5-10 μm,即 PM2.5/10) 中所含的重金屬也被認為是重金屬污染源之一,特別是台灣西部從北到南,空污程度日益趨於嚴重;當針對台灣 PM2.5/10 分析其成份時,可以明確發現其中具有多種重金屬分布,其含量隨地域、污染源 (交通、產業類別、燃電等)而有差別 [5]。除了人體曝露造成直接的健康威脅外,這些懸浮顆粒還能透過進入水源、土壤、飼料儲存區造成本地環境二次污染。換句話說,台灣自然環境依然存在許多潛在重金屬曝露源,可能威脅到農牧業產品的安全品質。

cow
牛隻的飼料可能在未知的狀況下受到環境金屬汙染。圖/United Soybean Board @Flickr

台灣的先天氣候環境與傳統飲食習慣原本並不適合建立酪農產業,但在過去五十餘年產官學界的共同努力之下,目前已讓酪農產業紮根台灣社會並趨於成熟。

2014 年國家衛生研究院與澳洲蒙納許大學 (University of Monash) 針對台灣飲用乳品習慣進行統計分析,發現每日適當飲用乳品顯著降低國人疾病死亡率,特別是心血管疾病的致命風險 [6]。乳製品得以走入台灣人日常生活並對國民營養與健康水準做出貢獻,本土酪農業的發展功不可沒。

在酪農產業的持續發展過程中,必然不斷面臨新的經營管理以及產品品質管控問題,例如因人類活動而日益趨於複雜的各種環境污染物(各種重金屬、毒性有機分子如戴奧辛等)就是一個例子,它們可能以各種方式進入酪農產業的生產模式,同時損害了乳用動物的健康、生產乳品的品質與安全性,也威脅到了消費者的營養供應與健康;而酪農業者本身缺乏鑑别並評估環境污染物曝露風險的能力,在面臨環境污染物曝露時也同時成為受害者。針對此一議題的對策,實需依賴中央政府能有效地整合行政資源,協調環衛與畜牧研究單位評估各種新興污染物及曝露途徑,進行持續而完整追蹤研究,接下來才有可能釐清符合台灣本地酪農生產環境特性的污染模式,並據以制定相關法令規範,以及生產技術轉型與輔導,確保酪農產品的安全性甚至本土酪農產業的存續。

 

參考文獻

  1. Arianejad, M., et al., Levels of Some Heavy Metals in Raw Cow’s Milk from Selected Milk Production Sites in Iran: Is There any Health Concern? Health Promot Perspect, 2015. 5(3): p. 176-82.
  2. Licata, P., et al., Levels of “toxic” and “essential” metals in samples of bovine milk from various dairy farms in Calabria, Italy. Environ Int, 2004. 30(1): p. 1-6.
  3. Shailaja, M., et al., Lead and trace element levels in milk and blood of buffaloes (Bubalus bubalis) from Hyderabad, India. Bull Environ Contam Toxicol, 2014. 92(6): p. 698-702.
  4. Fan., W.-Y.T.a.Y.-K., Survey of Copper, Zinc, Cadmium and Lead contents in drinking water, ration, feces and raw milk of Dairy Cow and Goat in Taiwan. 2001.
  5. Yu-Cheng Chen, C.-Y.H., Sheng-Lun Lin, Guo-Ping Chang-Chien, Mu-Jean Chen, Guor-Cheng Fang, Hung-Che Chiang, Characteristics of Concentrations and Metal Compositions for PM2.5 and PM2.5–10
    in Yunlin County, Taiwan during Air Quality Deterioration. Aerosol and Air Quality Research, 2015. 15: p. 2571-2583.
  6. Huang, L.Y., et al., Optimal dairy intake is predicated on total, cardiovascular, and stroke mortalities in a Taiwanese cohort. J Am Coll Nutr, 2014. 33(6): p. 426-36.

文章難易度
活躍星系核_96
759 篇文章 ・ 70 位粉絲
活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

1

6
1

文字

分享

1
6
1

陸上生命的根源:菌根菌——《真菌微宇宙》

azothbooks_96
・2021/09/26 ・1538字 ・閱讀時間約 3 分鐘
  • 作者 / 梅林.謝德瑞克
  • 譯者 / 周沛郁

我們目前還不清楚菌根關係最初是怎麼形成的。有些人大膽提出,最初的相遇溼黏而沒有條理──藻類被沖上泥濘的湖岸和河岸,而真菌在這些藻類體內尋找食物和庇護。有些則主張,藻類來到陸地時,體內已經帶著真菌夥伴了。里茲大學(University of Leeds)教授凱蒂.菲爾德(Katie Field)解釋,不論如何,「它們很快就變得依賴彼此」。

常出現於兒童繪本的毒蠅傘,就是一種能與植物共生的菌根真菌。圖/WIKIPEDIA by R Henrik Nilsson

菲爾德是一位傑出的實驗者,投入多年的時間研究現存最古老的植物支系。菲爾德用生長箱模擬遠古的氣候,並用放射性示蹤劑,測量生長箱裡真菌和植物之間的交換作用。真菌與植物的共生方式提供了線索,讓我們了解植物和真菌遷移到陸地的最早階段是怎麼互動的。化石也讓我們一瞥這些早期的聯盟。最精細的樣本來自大約四億年前,含有明確的菌根菌痕跡──羽狀瓣和今日一模一樣。菲爾德讚歎道:「你可看到真菌居然就長在植物細胞裡。」

最早的植物幾乎只是一坨綠色組織,沒有根或其他特化的結構。而這些植物逐漸演化出粗糙的肉質器官來容納真菌同伴,真菌則搜尋土壤中的養分和水。最初的根演化出來時,菌根關係已經存在五千萬年了。菌根菌是陸地上後續所有生命的根源。菌根(mycorrhiza)這個詞真是取得好。根(rhiza)隨著真菌(mykes)存在於世。

數億年後的今天,植物演化出更細、生長更快、更能見機行事的根,這些根表現更像真菌。不過即使是這些根,探索土壤的表現也無法超越真菌。菌根的菌絲比最細的根細了五十倍,長度可以超越植物根部達一百倍,比植物根部更早出現在植物上,延伸到根系之外。有些研究者更進一步。我的一位大學教授向一班吃驚的學生吐露:「植物其實沒有根,只有真菌根,也就是菌根。」

毒蠅傘在樹的細根上形成的外生菌根。圖/WIKIPEDIA by Ellen Larsson

菌根菌太多產,菌絲體占土壤中活生物量的二分之一到三分之一。根本是天文數字。全球土壤表層十公分之中,菌根菌絲的總長度大約是我們銀河系寬度的一半(菌絲長 4.5 × 1017 公里,銀河系寬度 9.5 × 1017 公里)。如果把這些菌絲熨成一片,總表面積是地球上乾燥土地面積的二點五倍。然而,真菌不會停滯不動。菌根菌絲迅速死去、再度生長(一年十到六十次),一百萬年後,累積的長度會超過已知宇宙的直徑(菌絲長 4.8 × 1010 光年,已知宇宙直徑是 9.1 × 109 光年)。菌根菌已經存在了大約五億年之久,而且不限於土壤表層十公分的地方,所以這些數字顯然低估了。

植物和菌根菌在彼此的關係中產生一種極化現象──植物的莖處理光與空氣,真菌和植物的根則處理周圍的土壤。植物把光和二氧化碳打包成醣類和脂質。菌根菌則把固著在岩石裡的養分拆開,分解物質。這些是真菌在雙重棲位下的情況──真菌一部分的生命發生在植物體內,一部分在土壤中。菌根菌駐紮在碳進入陸生生命循環的入口,牽起大氣和土地的關係。時至今日,菌根菌就像擠進植物葉和莖裡的共生真菌,會幫助植物應付乾旱、炎熱和其他許多陸地生命一開始就有的逆境。我們稱為「植物」的,其實是演化成來栽培藻類的真菌,以及也演化來栽培真菌的藻類。

——本文摘自《真菌微宇宙:看生態煉金師如何驅動世界、推展生命,連結地球萬物》,2021 年 8 月,果力文化

所有討論 1
azothbooks_96
9 篇文章 ・ 2 位粉絲
漫遊也許有原因,卻沒有目的。 漫遊者的原因就是自由。文學、人文、藝術、商業、學習、生活雜學,以及問題解決的實用學,這些都是「漫遊者」的範疇,「漫遊者」希望在其中找到未來的閱讀形式,尋找新的面貌,為出版文化找尋新風景。
網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策